El diagnóstico de la fibromialgia es especialmente complejo debido al carácter inespecífico de algunos de los síntomas de la enfermedad. A esto se une el hecho de que no existen signos ni pruebas objetivas específicas que confirmen el hecho de que se padece la enfermedad.

En pacientes con dolor corporal generalizado y crónico el diagnóstico de la fibromialgia se realiza por la manifestación clínica y los síntomas manifestados por el paciente (dolor., etc.), dado que no es posible encontrar signos de inflamación en los tejidos afectados.  El diagnóstico es exclusivamente clínico y se basa en la presencia de dolor crónico musculoesquelético generalizado.

Pese a que no existen pruebas objetivas que puedan evidenciar una fibromialgia, estas pruebas son indispensables para descartar otra serie de anomalías o enfermedades. El hipotiroidismo, los problemas óseos, problemas hepáticos o el daño renal pueden cursar en su inicio con dolores localizados y confundirse con la fibromialgia o viceversa.

La fibromialgia puede manifestarse sola o en asociación con otras enfermedades, como enfermedades reumáticas sistémicas.

En 1990 el Colegio Americano de Reumatología estableció unos criterios que incluyen la existencia del dolor y la presencia de una serie de puntos dolorosos. Sin embargo, el objetivo de dichos criterios nunca fue hacer el diagnóstico de fibromialgia, sino establecer unos parámetros que permitieran a los diferentes investigadores disponer de criterios homogéneos a la hora de investigar esta enfermedad.